内容正文:
湛江市第二十一中学2025-2026学年第二学期6月高一阶段性物理考试
考试时间:75分钟,满分:100分
一、单项选择题:本题共 7 小题,每小题 4 分,共 28 分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动,在相同时间内,它们通过的路程之比是4:3,运动方向改变的角度之比是3:2,则它们( )
A. 线速度大小之比为2:3 B. 角速度大小之比为3:4
C. 圆周运动的半径之比为2:1 D. 向心加速度大小之比为2:1
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据线速度的公式
可知线速度大小之比为4:3,A错误;
B.根据角速度的公式
可知角速度大小之比为3:2,B错误;
C.根据公式
半径之比为8:9,C错误;
D.根据向心加速度公式
向心加速度大小之比为2:1,D正确。
故选D。
2. 神舟十二号载人飞船与天和核心舱成功对接过程如图所示,天和核心舱处于半径为的圆轨道Ⅲ上;神舟十二号飞船处于半径为的圆轨道Ⅰ上,经过A点时,通过变轨操作后,沿椭圆轨道Ⅱ运动到B处与核心舱对接,则神舟十二号飞船( )
A. 沿轨道Ⅰ运行的周期大于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的周期
B. 沿轨道Ⅱ从A运动到B的过程中,机械能增大
C. 沿轨道Ⅱ从A到B运动的过程中,加速度逐渐减小
D. 在轨道Ⅰ上的速度小于沿轨道Ⅱ运动经过B点的速度
【答案】C
【解析】
【详解】A.天体在轨道Ⅰ、Ⅲ做匀速圆周运动,由得
,
飞船在轨道Ⅰ周期小于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的周期, 故A错误;
B.飞船沿轨道Ⅱ从A运动到B的过程中,机械能守恒,故B错误;
C.飞船沿轨道Ⅱ从A到B运动的过程中,距离中心地心距离r逐渐增大,,加速度逐渐减小,故C正确;
D.飞船在B点沿轨道Ⅱ运动经过B点速度小于Ⅲ轨道上的环绕速度,而Ⅰ轨道环绕速度大于Ⅲ轨道上的环绕速度,在轨道Ⅰ上的速度大于沿轨道Ⅱ运动经过B点的速度,故D错误。
故选C。
3. 如图所示,一质量为m的小球用长为l的轻绳悬挂于O点的正下方P点。已知重力加速度为g,小球在大小为F的水平恒力作用下,从P点移动到Q点,水平拉力F做的功为( )
A. 0 B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】恒力做功(是力与位移夹角)
F是恒力,小球水平位移沿力的方向分位移为
所以
故选B。
4. 如图所示,固定在水平面上的曲面体部分是半径为的四分之一光滑圆弧,部分是粗糙的水平面。今把质量为的小物块从点由静止释放,与部分间的动摩擦因数为,最终小物块静止于之间的点,则间的距离随各物理量的变化情况是( )
A. 其它量不变,越大越大
B. 其它量不变,越大越大
C. 其它量不变,越大越大
D. 其它量不变,越小越大
【答案】B
【解析】
【详解】AB.对物块,由静止释放到最终静止,根据动能定理
解得,故A错误,B正确;
CD.距离与物块质量无关,故CD错误。
故选B。
5. 如图所示,把A、B两个相同的小球从离地面相同高度处,以相同大小的初速度分别水平向左和竖直向上抛出,不计空气阻力。则下列说法中正确的是( )
A. 两小球落地时,动能相同
B. 两小球落地时速度相同
C. 两小球落地时,重力的瞬时功率相同
D. 从抛出到落地,重力对两小球做功的平均功率相同
【答案】A
【解析】
【详解】A.两球初速度大小相同,质量相同,动能相同,从离地面相同高度处抛出,由动能定理可知,落地时动能相同,故A正确;
B.根据机械能守恒,落地时的动能
其中m、h、v0均相等,故落地时的速度大小相等,但方向不同,所以速度不相同,故B错误;
C.两小球落地时,竖直速度不同,由P=mgvy
可知,重力的瞬时功率不同,故C错误;
D.从小球抛出到落地,重力对两球做功相同,但落地时间不同,重力对两小球做功的平均功率不同,故D错误。
故选A。
6. A、B两物体的质量之比,它们仅受摩擦力作用,且以相同的初速度在水平面上做匀减速直线运动,直到停止,其图像如图所示。则此过程中( )
A. A、B两物体的初动能之比为
B. A、B两物体受到的摩擦力做功之比为
C. A、B两物体运动的位移之比为
D. A、B两物体受到的摩擦力之比为
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据,可知A、B两物体的初动能之比为,故A错误;
B.此过程中A、B两物体受到的摩擦力做功之比为,故B错误;
C.图像围成的面积表示位移,A、B两物体运动的位移之比为,故C正确;
D.摩擦力所做功的大小,可得可得此过程中,A、B两物体受到的摩擦力之比为,故D错误。
故选C。
7. 我国新能源汽车领先全球,2024年3月,小米第一台汽车XiaomiSU7正式上市,其技术领先且价格符合大众消费,一辆小米新能源汽车在平直公路上行驶,汽车的质量为,发动机的额定功率为,设汽车在行驶过程中受到的阻力大小恒为。如果汽车从静止开始以额定功率启动,则( )
A. 汽车从静止开始做匀加速直线运动,然后做加速度减小的加速运动
B. 汽车在行驶过程中所能达到的最大速度
C. 若汽车以不同的恒定功率启动所能达到的最大速度相同
D. 若汽车到达最大速度的时间为t,则这段时间内的位移
【答案】B
【解析】
【详解】A.恒定功率启动,由可知,速度逐渐增加,逐渐减小,由牛顿第二定律可得
可知加速度逐渐减小,则汽车做加速度减小的加速运动,A错误;
B.当时,速度达到最大,利用
求得最大速度
B正确;
C.由B选项解析可知,当以不同的恒定功率启动所能达到的最大速度不同;C错误;
D.若汽车到达最大速度的时间为t, 由于在时间内,汽车不是做匀加速直线运动,则平均速度不等于,因此位移不等于
D错误。
故选B。
二、多项选择题:本题共 3 小题,每小题 6 分,共 18 分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,有选错的得 0 分。
8. 如图所示,在以角速度ω=2rad/s匀速转动的水平圆盘上,放一质量m=5kg的滑块,滑块离转轴的距离r=0.2m,滑块跟随圆盘一起做匀速圆周运动(二者未发生相对滑动)。则( )
A. 滑块的线速度大小为0.4m/s
B. 滑块受到静摩擦力的大小4 N
C. 滑块受3个力
D. 滑块受4个力
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.滑块的线速度大小
故A正确;
BCD.滑块受到重力、支持力、静摩擦力,其中静摩擦力提供向心力,则物体受3个力,则有
故BC正确,D错误。
故选ABC。
9. 滑雪运动的简化赛道如图所示,其中MN为助滑区,水平部分NP为起跳台,MN与NP间平滑连接。可视为质点的运动员从M点由静止自由滑下,落在足够长的着陆坡上的Q点。已知着陆坡的倾角为37°,运动员沿水平方向离开起跳台的速度大小v0=10m/s,不计摩擦和空气阻力,g取10m/s2(sin37°=0.6,cos37°=0.8)。下列说法正确的是( )
A. MN的高度至少为10m
B. 运动员在空中可以有1.5s的时间做花样动作
C. 若v0提高,运动员落到着陆坡时的速度与坡道的夹角将增大
D. 若v0提高,运动员在刚要落到着陆坡时重力的瞬时功率增大
【答案】BD
【解析】
【详解】A.不计摩擦,从M到P由机械能守恒得
得
即MN高度为,故A错误;
B. 运动员从起跳台水平抛出后,落到着陆坡时,位移偏角等于斜面倾角,满足
整理得空中运动时间
代入解得
即运动员空中总运动时间为,因此可以有做花样动作,故B正确;
C.设落坡时速度偏角为,则
固定,因此固定,速度与坡道的夹角也固定,和初速度无关,故C错误;
D.重力的瞬时功率
代入得
可见提高时,增大,故D正确。
故选BD。
10. 质量为m的物体从距离地面h高处由静止开始加速下落,其加速度大小为g.在物体下落过程中( )
A. 物体的动能增加了mgh B. 物体的重力势能减少了mgh
C. 物体的机械能保持不变 D. 物体的机械能减少了mgh
【答案】AD
【解析】
【详解】A.动能的增加量等于合外力做的功
A正确;
B.物体下落的高度为h,则物体的重力势能减少mgh,B错误;
CD.根据牛顿第二定律
得
机械能的变化量的等于重力以外的力所做的功,F做的功为
故机械能减少了,C错误D正确。
故选AD。
三、非选择题:共 54 分,按题目要求作答。解题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,案中必须明确写出数值和单位。
11. 如图甲所示为向心力演示仪,可探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。长槽的A、B处和短槽的C处分别到各自转轴中心距离之比为1:2:1.变速塔轮自上而下有三种组合方式,左右每层半径之比由上至下分别为1:1、2:1和3:1,如图乙所示。
(1)本实验的目的是探究向心力的大小与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系,下列实验中采用的实验方法与本实验相同的是( )
A. 卡文迪许利用扭秤测量引力常量
B. 探究平抛运动的特点
C. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系
(2)按图甲中所示,A处和C处是两处相同的小球,这是在探究向心力的大小F与_________(填选项前的字母)
A. 质量m的关系 B. 半径的关系 C. 角速度ω的关系
(3)在某次实验中,把两个质量相等的钢球放在B、C位置,探究向心力的大小与半径的关系,则需要将传动皮带调至第__________层塔轮。(选填“一”、“二”或“三”)
(4)在另一次实验中,把两个质量相等的钢球放在A、C位置,传动皮带位于第二层,转动手柄,则当塔轮匀速转动时,左右两标尺露出的格子数之比约为_________(填选项前的字母)
A. 1:2 B. 2:1 C. 4:1 D. 1:4
【答案】(1)C (2)C
(3)一 (4)D
【解析】
【小问1详解】
探究向心力的大小与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系,采用的实验方法是控制变量法。
A.卡文迪许利用扭秤测量引力常量,应用的是放大法,故A错误;
B.探究平抛运动的特点,采用的实验方法是用曲化直的方法,故B错误;
C.探究加速度与物体受力、物体质量的关系,采用的实验方法是控制变量法,故C正确。
故选C。
【小问2详解】
已知,两个小球质量相等,(质量、半径都相同);皮带在第二层时,左右塔轮半径为,皮带传动线速度相等,由
可得左右塔轮角速度不同,因此变量是角速度,探究的是向心力大小与角速度的关系。
故选C。
【小问3详解】
在某次实验中,把两个质量相等的钢球放在B、C位置,探究向心力的大小与半径的关系,应使两球的角速度相同,则需要将传动皮带调至第一层塔轮。
【小问4详解】
在另一次实验中,把两个质量相等的钢球放在A、C位置,则两球做圆周运动的半径相等;传动皮带位于第二层,则两球做圆周运动的角速度之比为
根据
可知当塔轮匀速转动时,左右两标尺露出的格子数之比约为。
故选D。
12. 图甲是“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图。
(1)要完成此实验,除了图中所示的铁架台(含铁夹)、带夹子的重物、纸带、电磁打点计时器、导线和开关外,还必须选用以下两种器材。(填字母标号)
A. 4~6V交流电源 B. 220V交流电源
C. 刻度尺 D. 天平(含砝码)
(2)小明同学发现用传统的仪器验证机械能守恒定律存在较大误差,他设计了另外一个实验装置来“验证机械能守恒定律”;如图乙所示,给电磁铁通电,吸住小钢球,先接通数字计时装置,然后给电磁铁断电,让小钢球从A点所在高度自由下落,下落过程中经过正下方的光电门B时,光电计时装置记录下小钢球通过光电门的时间为t,已知当地重力加速度为g.
①用长度测量工具测出钢球的直径为d。
②为了验证机械能守恒定律,该实验还需要测量下列哪个物理量________。(填字母标号)
A.小钢球的质量m
B.A、B之间的距离H
③小钢球通过光电门时的瞬时速度大小为________。(用题中所给物理量的符号表示)
④上述实验满足关系式________时,则可验证小钢球在运动过程中机械能守恒.(用题中所给物理量的符号表示)
⑤该同学在实验中发现,小钢球减少的重力势能总是略大于增加的动能,可能的原因是________。(请写出其中一条)
【答案】(1)AC (2) ①. B ②. ③. ④. 小球在下落过程中空气阻力对其做负功(或小球克服空气阻力做功或小球受到空气阻力作用)
【解析】
【小问1详解】
实验中用电磁打点计时器,则还需要4~6V交流电源,需要用刻度尺测量纸带长度;该实验不需要测量重物的质量,因为要验证的表达式两边都有质量。故选AC。
【小问2详解】
②[1]要验证的表达式为
即
则需要测量A、B之间的距离H,故选B。
③[2]小钢球通过光电门时的瞬时速度大小为
④[3]上述实验满足关系式
即
时,则可验证小钢球在运动过程中机械能守恒;
⑤[4]该同学在实验中发现,小钢球减少的重力势能总是略大于增加的动能,可能的原因是小球在下落过程中空气阻力对其做负功(或小球克服空气阻力做功或小球受到空气阻力作用)
13. 有同学想探究一根细绳的承重能力,绳的另一端系有质量为m的小球,甩动手腕,使球在竖直平面内做圆周运动。当球某次运动到最低点时,绳突然断掉,球飞行水平距离d后落地,如图所示。已知握绳的手离地面高度为d,手与球之间的绳长为,重力加速度为g。忽略手的运动半径和空气阻力。
(1)求球能维持圆周运动在最高点的速度大小vn;
(2)求绳断开时球的速度大小v1及绳能承受的最大拉力多大?
【答案】(1)
(2),
【解析】
【小问1详解】
若小球恰好能做完整的圆周运动,则小球运动到最高点时只受重力,即
解得
【小问2详解】
绳断开后小球做平抛运动,则,
联立解得
在最低点,根据牛顿第二定律可得
解得
14. 如图所示,光滑斜面AB的倾角,BC为水平面,BC长度,CD为光滑的圆弧,半径。一个质量的物体,从斜面上A点由静止开始下滑,物体与水平面BC间的动摩擦因数,轨道在B、C两点平滑连接。当物体到达D点时,继续竖直向上运动,到达的最高点距离D点的高度,,,g取。求:
(1)物体运动到C点时的速度大小;
(2)A点距离水平面的高度H;
(3)物体最终停止的位置到C点的距离s。
【答案】(1)4m/s
(2)1.02m (3)0.4m
【解析】
【小问1详解】
物体由C点运动到最高点,根据动能定理得
代入数据解得
【小问2详解】
物体由A点运动到C点,根据动能定理得
代入数据解得
【小问3详解】
从物体开始下滑到停下,根据动能定理得
代入数据解得
由于
所以物体最终停止的位置到C点的距离为
15. 如图所示,在离水平地面CD高h1=30m的光滑水平平台上,质量m=1kg的物块(可视为质点)压缩弹簧后被锁扣K锁住,弹簧原长小于水平平台的长度,此时弹簧储存了一定量的弹性势能Ep,若打开锁扣K,物块与弹簧脱离后从A点离开平台,并恰好能从光滑圆弧形轨道BC的B点的切线方向进入圆弧形轨道,B点距地面CD的高度h2=15m,圆弧轨道半径R=30m,。轨道最低点C的切线水平,并与长为L=70m的粗糙水平直轨道CD平滑连接.物块沿轨道BCD运动并与右边墙壁发生碰撞,且碰后速度等大反向,已知重力加速度g=10m/s2。
(1)求物块从A到B的时间t及被K锁住时弹簧储存的弹性势能Ep;
(2)求物块第一次经过圆轨道最低点C时对轨道的压力大小;
(3)若物块与墙壁只发生一次碰撞且不会从B点滑出BCD轨道,求物块与轨道CD间的动摩擦因数的取值范围。
【答案】(1);
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由平抛运动规律可得
解得
物块平抛的水平初速度为v0,则
解得
由功能关系可得弹簧储存的弹性势能
【小问2详解】
物块从A到C的过程,由动能定理
物块第一次经过圆轨道最低点C时,根据牛顿第二定律得
联立解得
根据牛顿第三定律得物块第一次经过圆轨道最低点C时对轨道的压力大小为
【小问3详解】
若物块第一次进入CD轨道后恰能与墙壁发生碰撞。从A点至第一次到D点的过程,根据动能定理得
解得
若物块与墙壁发生一次碰撞后恰好返回到B点时速度为零。从A点至第一次返回到B点的过程,由动能定理得
解得
若物块到达BC之间某点后返回,第二次进入CD轨道后恰好不能与墙壁发生碰撞。从A点至第二次到D点的过程,由动能定理得
解得
综上,的取值范围
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湛江市第二十一中学2025-2026学年第二学期6月高一阶段性物理考试
考试时间:75分钟,满分:100分
一、单项选择题:本题共 7 小题,每小题 4 分,共 28 分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动,在相同时间内,它们通过的路程之比是4:3,运动方向改变的角度之比是3:2,则它们( )
A. 线速度大小之比为2:3 B. 角速度大小之比为3:4
C. 圆周运动的半径之比为2:1 D. 向心加速度大小之比为2:1
2. 神舟十二号载人飞船与天和核心舱成功对接过程如图所示,天和核心舱处于半径为的圆轨道Ⅲ上;神舟十二号飞船处于半径为的圆轨道Ⅰ上,经过A点时,通过变轨操作后,沿椭圆轨道Ⅱ运动到B处与核心舱对接,则神舟十二号飞船( )
A. 沿轨道Ⅰ运行的周期大于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的周期
B. 沿轨道Ⅱ从A运动到B的过程中,机械能增大
C. 沿轨道Ⅱ从A到B运动的过程中,加速度逐渐减小
D. 在轨道Ⅰ上的速度小于沿轨道Ⅱ运动经过B点的速度
3. 如图所示,一质量为m的小球用长为l的轻绳悬挂于O点的正下方P点。已知重力加速度为g,小球在大小为F的水平恒力作用下,从P点移动到Q点,水平拉力F做的功为( )
A. 0 B. C. D.
4. 如图所示,固定在水平面上的曲面体部分是半径为的四分之一光滑圆弧,部分是粗糙的水平面。今把质量为的小物块从点由静止释放,与部分间的动摩擦因数为,最终小物块静止于之间的点,则间的距离随各物理量的变化情况是( )
A. 其它量不变,越大越大
B. 其它量不变,越大越大
C. 其它量不变,越大越大
D. 其它量不变,越小越大
5. 如图所示,把A、B两个相同的小球从离地面相同高度处,以相同大小的初速度分别水平向左和竖直向上抛出,不计空气阻力。则下列说法中正确的是( )
A. 两小球落地时,动能相同
B. 两小球落地时速度相同
C. 两小球落地时,重力的瞬时功率相同
D. 从抛出到落地,重力对两小球做功的平均功率相同
6. A、B两物体的质量之比,它们仅受摩擦力作用,且以相同的初速度在水平面上做匀减速直线运动,直到停止,其图像如图所示。则此过程中( )
A. A、B两物体的初动能之比为
B. A、B两物体受到的摩擦力做功之比为
C. A、B两物体运动的位移之比为
D. A、B两物体受到的摩擦力之比为
7. 我国新能源汽车领先全球,2024年3月,小米第一台汽车XiaomiSU7正式上市,其技术领先且价格符合大众消费,一辆小米新能源汽车在平直公路上行驶,汽车的质量为,发动机的额定功率为,设汽车在行驶过程中受到的阻力大小恒为。如果汽车从静止开始以额定功率启动,则( )
A. 汽车从静止开始做匀加速直线运动,然后做加速度减小的加速运动
B. 汽车在行驶过程中所能达到的最大速度
C. 若汽车以不同的恒定功率启动所能达到的最大速度相同
D. 若汽车到达最大速度的时间为t,则这段时间内的位移
二、多项选择题:本题共 3 小题,每小题 6 分,共 18 分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,有选错的得 0 分。
8. 如图所示,在以角速度ω=2rad/s匀速转动的水平圆盘上,放一质量m=5kg的滑块,滑块离转轴的距离r=0.2m,滑块跟随圆盘一起做匀速圆周运动(二者未发生相对滑动)。则( )
A. 滑块的线速度大小为0.4m/s
B. 滑块受到静摩擦力的大小4 N
C. 滑块受3个力
D. 滑块受4个力
9. 滑雪运动的简化赛道如图所示,其中MN为助滑区,水平部分NP为起跳台,MN与NP间平滑连接。可视为质点的运动员从M点由静止自由滑下,落在足够长的着陆坡上的Q点。已知着陆坡的倾角为37°,运动员沿水平方向离开起跳台的速度大小v0=10m/s,不计摩擦和空气阻力,g取10m/s2(sin37°=0.6,cos37°=0.8)。下列说法正确的是( )
A. MN的高度至少为10m
B. 运动员在空中可以有1.5s的时间做花样动作
C. 若v0提高,运动员落到着陆坡时的速度与坡道的夹角将增大
D. 若v0提高,运动员在刚要落到着陆坡时重力的瞬时功率增大
10. 质量为m的物体从距离地面h高处由静止开始加速下落,其加速度大小为g.在物体下落过程中( )
A. 物体的动能增加了mgh B. 物体的重力势能减少了mgh
C. 物体的机械能保持不变 D. 物体的机械能减少了mgh
三、非选择题:共 54 分,按题目要求作答。解题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,案中必须明确写出数值和单位。
11. 如图甲所示为向心力演示仪,可探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。长槽的A、B处和短槽的C处分别到各自转轴中心距离之比为1:2:1.变速塔轮自上而下有三种组合方式,左右每层半径之比由上至下分别为1:1、2:1和3:1,如图乙所示。
(1)本实验的目的是探究向心力的大小与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系,下列实验中采用的实验方法与本实验相同的是( )
A. 卡文迪许利用扭秤测量引力常量
B. 探究平抛运动的特点
C. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系
(2)按图甲中所示,A处和C处是两处相同的小球,这是在探究向心力的大小F与_________(填选项前的字母)
A. 质量m的关系 B. 半径的关系 C. 角速度ω的关系
(3)在某次实验中,把两个质量相等的钢球放在B、C位置,探究向心力的大小与半径的关系,则需要将传动皮带调至第__________层塔轮。(选填“一”、“二”或“三”)
(4)在另一次实验中,把两个质量相等的钢球放在A、C位置,传动皮带位于第二层,转动手柄,则当塔轮匀速转动时,左右两标尺露出的格子数之比约为_________(填选项前的字母)
A. 1:2 B. 2:1 C. 4:1 D. 1:4
12. 图甲是“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图。
(1)要完成此实验,除了图中所示的铁架台(含铁夹)、带夹子的重物、纸带、电磁打点计时器、导线和开关外,还必须选用以下两种器材。(填字母标号)
A. 4~6V交流电源 B. 220V交流电源
C. 刻度尺 D. 天平(含砝码)
(2)小明同学发现用传统的仪器验证机械能守恒定律存在较大误差,他设计了另外一个实验装置来“验证机械能守恒定律”;如图乙所示,给电磁铁通电,吸住小钢球,先接通数字计时装置,然后给电磁铁断电,让小钢球从A点所在高度自由下落,下落过程中经过正下方的光电门B时,光电计时装置记录下小钢球通过光电门的时间为t,已知当地重力加速度为g.
①用长度测量工具测出钢球的直径为d。
②为了验证机械能守恒定律,该实验还需要测量下列哪个物理量________。(填字母标号)
A.小钢球的质量m
B.A、B之间的距离H
③小钢球通过光电门时的瞬时速度大小为________。(用题中所给物理量的符号表示)
④上述实验满足关系式________时,则可验证小钢球在运动过程中机械能守恒.(用题中所给物理量的符号表示)
⑤该同学在实验中发现,小钢球减少的重力势能总是略大于增加的动能,可能的原因是________。(请写出其中一条)
13. 有同学想探究一根细绳的承重能力,绳的另一端系有质量为m的小球,甩动手腕,使球在竖直平面内做圆周运动。当球某次运动到最低点时,绳突然断掉,球飞行水平距离d后落地,如图所示。已知握绳的手离地面高度为d,手与球之间的绳长为,重力加速度为g。忽略手的运动半径和空气阻力。
(1)求球能维持圆周运动在最高点的速度大小vn;
(2)求绳断开时球的速度大小v1及绳能承受的最大拉力多大?
14. 如图所示,光滑斜面AB的倾角,BC为水平面,BC长度,CD为光滑的圆弧,半径。一个质量的物体,从斜面上A点由静止开始下滑,物体与水平面BC间的动摩擦因数,轨道在B、C两点平滑连接。当物体到达D点时,继续竖直向上运动,到达的最高点距离D点的高度,,,g取。求:
(1)物体运动到C点时的速度大小;
(2)A点距离水平面的高度H;
(3)物体最终停止的位置到C点的距离s。
15. 如图所示,在离水平地面CD高h1=30m的光滑水平平台上,质量m=1kg的物块(可视为质点)压缩弹簧后被锁扣K锁住,弹簧原长小于水平平台的长度,此时弹簧储存了一定量的弹性势能Ep,若打开锁扣K,物块与弹簧脱离后从A点离开平台,并恰好能从光滑圆弧形轨道BC的B点的切线方向进入圆弧形轨道,B点距地面CD的高度h2=15m,圆弧轨道半径R=30m,。轨道最低点C的切线水平,并与长为L=70m的粗糙水平直轨道CD平滑连接.物块沿轨道BCD运动并与右边墙壁发生碰撞,且碰后速度等大反向,已知重力加速度g=10m/s2。
(1)求物块从A到B的时间t及被K锁住时弹簧储存的弹性势能Ep;
(2)求物块第一次经过圆轨道最低点C时对轨道的压力大小;
(3)若物块与墙壁只发生一次碰撞且不会从B点滑出BCD轨道,求物块与轨道CD间的动摩擦因数的取值范围。
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